一種真空電子管封接低銀多元合金材料及其製備方法與流程
2023-07-18 11:58:46 5
本發明涉及真空電子行業中真空電子管的封接材料
技術領域：
，尤其是涉及一種低銀含量多元合金封接材料。
背景技術：
：在真空電子管封接行業中，由於真空電子管較高的使用頻率，這就要求真空電子管封接氣密性要高，封接材料力學性能要好，耐腐蝕性能以及抗氧化性能要強。銀基封接材料因其具有優異的封接性能，已經在真空電子管封接材料的使用中佔據了穩固地位。由於銀的價格逐漸飆升，大大提高了封接材料的成本。因此，一種綜合性能優異的低銀合金釺料成為當前迫切需求的封接材料。技術實現要素：針對現有技術存在的上述問題，本申請人提供了一種真空管封接合金材料及其製備方法。本發明既降低了材料成本，又減少了焊接時的能力損耗，同時使用封接材料的清潔度及浸潤性有了很大的提高，封接後氣密性好，防腐蝕，抗氧化性能強。本發明的技術方案如下：本申請人提供了一種真空電子管封接低銀多元合金材料，所述合金材料的各組分的質量百分比為：Ag：35～45％，Cu：45～55％，Si：5～8％，Ni：0.6～0.8％，B：0.4～0.6％，Ge：0.3％～0.5％，Nd：0.3％～0.5％，Ce：0.2～0.3％，Co：0.2％～0.3％。本申請人還提供了一種所述合金材料的製備方法，具體製備步驟如下：(1)將Cu、Co、Ni放入真空熔煉爐中，爐內抽真空至0.1～1Pa後，再將爐內加熱到1200～1350℃，然後冷卻到室溫，製成銅鈷鎳中間合金；(2)將銅鈷鎳中間合金和Ag、Si、B、Ge、Ce、Nd組分一起放入真空爐內抽真至4×10-2～4×10-1Pa後，再將爐內加熱到1000～1100℃，繼續保溫20～30分鐘；待形成熔融液後，降溫至900～1000℃，將熔融液倒入模具內，待溫度降至室溫後，將模具從真空爐內取出，得到所需的鑄錠；(3)將步驟(2)中得到的鑄錠先進行車剝，以去除鑄錠表面的髒汙及氧化層，然後採用熱擠壓開坯，開坯厚度達到1～2mm後，進行熱軋處理，帶材軋制厚度為0.3～0.4mm；(4)將步驟(3)中得到的帶材在氮氣保護下進行退火處理，退火溫度在500～600℃下，保溫2～3小時後，將帶材冷精軋到厚度達0.05～0.1mm，經修整衝壓成所需形狀即可。本發明有益的技術效果在於：(1)本多元低銀材料大大降低了材料成本，提高了經濟效益和市場競爭力；(2)合金中微量B元素、Nd元素以及稀土元素Ce的加入，固溶強化和晶粒細化使得合金的強度得到提升。同時，合金中Ce易與Cu形成第二相金屬間化合物或由於氧化形成Ce氧化物，這些特殊的彌散相阻礙層錯運動，使合金得到進一步強化。此外，微量Nd的添加，還可以大大提高真空器件封接接頭的氣密性。(3)合金中微量Ge、Co和Ni元素的添加，除了起到固溶強化和晶粒細化的作用，還可以明顯增強封接材料的抗氧化性能；(4)本申請人在大量的實驗基礎和豐富的經驗的基礎上，選擇的合金元素可以互相協同，大幅度提升了封接材料的各項性能。具體實施方式下面結合實施例，對本發明進行具體描述。實施例1本申請人提供了一種真空電子管封接低銀多元合金材料，其組分及各組分的質量百分比為如表1所示。其製備方法的具體製備步驟如下：(1)將Cu、Co、Ni放入真空熔煉爐中，爐內抽真空至1Pa後，再將爐內加熱到1200℃，然後冷卻到室溫，製成銅鈷鎳中間合金；(2)將銅鈷鎳中間合金和Ag、Si、B、Ge、Ce、Nd組分一起放入真空爐內抽真至4×10-2Pa後，再將爐內加熱到1000℃，繼續保溫20分鐘；待形成熔融液後，降溫至900℃，將熔融液倒入模具內，待溫度降至室溫後，將模具從真空爐內取出，得到所需的鑄錠；(3)將步驟(2)中得到的鑄錠先進行車剝，以去除鑄錠表面的髒汙及氧化層，然後採用熱擠壓開坯，開坯厚度達到1mm後，進行熱軋處理，帶材軋制厚度為0.3mm；(4)將步驟(3)中得到的帶材在氮氣保護下進行退火處理，退火溫度在500℃下保溫2小時後，將帶材冷精軋到厚度達0.05mm，經修整衝壓成所需形狀即可。實施例2本申請人提供了一種真空電子管封接低銀多元合金材料，其組分及各組分的質量百分比為如表1所示。其製備方法的具體製備步驟如下：(1)將Cu、Co、Ni放入真空熔煉爐中，爐內抽真空至0.5Pa後，再將爐內加熱到1300℃，然後冷卻到室溫，製成銅鈷鎳中間合金；(2)將銅鈷鎳中間合金和Ag、Si、B、Ge、Ce、Nd組分一起放入真空爐內抽真至2×10-1Pa後，再將爐內加熱到1050℃，繼續保溫25分鐘；待形成熔融液後，降溫至950℃，將熔融液倒入模具內，待溫度降至室溫後，將模具從真空爐內取出，得到所需的鑄錠；(3)將步驟(2)中得到的鑄錠先進行車剝，以去除鑄錠表面的髒汙及氧化層，然後採用熱擠壓開坯，開坯厚度達到1.5mm後，進行熱軋處理，帶材軋制厚度為0.35mm；(4)將步驟(3)中得到的帶材在氮氣保護下進行退火處理，退火溫度在550℃下保溫2.5小時後，將帶材冷精軋到厚度達0.08mm，經修整衝壓成所需形狀即可。實施例3本申請人提供了一種真空電子管封接低銀多元合金材料，其組分及各組分的質量百分比為如表1所示。其製備方法的具體製備步驟如下：(1)將Cu、Co、Ni放入真空熔煉爐中，爐內抽真空至0.1Pa後，再將爐內加熱到1350℃，然後冷卻到室溫，製成銅鈷鎳中間合金；(2)將銅鈷鎳中間合金和Ag、Si、B、Ge、Ce、Nd組分一起放入真空爐內抽真至4×10-1Pa後，再將爐內加熱到1100℃，繼續保溫30分鐘；待形成熔融液後，降溫至1000℃，將熔融液倒入模具內，待溫度降至室溫後，將模具從真空爐內取出，得到所需的鑄錠；(3)將步驟(2)中得到的鑄錠先進行車剝，以去除鑄錠表面的髒汙及氧化層，然後採用熱擠壓開坯，開坯厚度達到2mm後，進行熱軋處理，帶材軋制厚度為0.4mm；(4)將步驟(3)中得到的帶材在氮氣保護下進行退火處理，退火溫度在600℃下保溫3小時後，將帶材冷精軋到厚度達0.1mm，經修整衝壓成所需形狀即可。實施例1～3所用的各原料組分的質量如表1所示。表1原料實施例1(％)實施例2(％)實施例3(％)Ag354045Cu555148Si76.55Ni0.80.750.6B0.60.50.4Ge0.50.40.3Nd0.50.350.3Co0.30.250.2Ce0.30.250.2實施例1～3得到的封接材料進行測試，結果如表2所示。表2性能封接溫度硬度(HV)抗拉強度(KN/cm2)實施例1800～850℃1406.3實施例2800～830℃1456.0實施例3790～820℃1385.9傳統銀釺料830～900℃1204.8實施例1～3得到的封接材料與傳統銀釺料進行耐腐蝕試驗，4個樣品分別標號放在中性5％NaCl溶液中，恆溫20℃浸泡30天，取出後去除樣品表面腐蝕產物稱重，失重最多則耐腐蝕性最弱，結果如表3所示。表3樣品相對質量損失率(％)實施例10.75％實施例20.73％實施例30.81％傳統銀釺料1.32％實施例1～3得到的封接材料與傳統銀釺料進行抗氧化試驗，4個樣品分別放在大氣氣氛下加熱至400℃，保溫10min，表面氧化渣量越多，則抗氧化性越弱，結果如表4所示。表4樣品氧化渣量(g)實施例10.58實施例20.53實施例30.5傳統銀釺料0.75綜合以上測試結果可以看出，本發明所製備的封接材料的焊接溫度比傳統焊料要低，同時耐腐蝕性能和抗氧化性能也明顯優於傳統焊料，能夠滿足真空電子管的高頻高氣密性使用的要求。當前第1頁1 2 3